1. 引言
在工業(yè)過程或?qū)嶒炇依?，?jīng)常需要對多種信號進行同時采集及監(jiān)測，以便實現(xiàn)性能分析、過程控制、系統(tǒng)恢復等目的。目前，常用的數(shù)據(jù)采集裝置，多采用單片機實現(xiàn)，軟件多采用單任務順序機制，這使得系統(tǒng)不僅處理能力有限，而且存在穩(wěn)定性差的問題。以嵌入式計算機為核心的嵌入式系統(tǒng)由于具有體積小、性能好、功耗低、可靠性高以及面向行業(yè)應用的突出特征，成為繼 I T網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之后，又一個新的技術(shù)發(fā)展方向 [1]。
本文以嵌入式 S3C2410為核心芯片，設(shè)計和實現(xiàn)了一種高速、高精度且具有一定處理能力的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，并將其應用于工業(yè)過程水位和溫度的實時監(jiān)測。
2. 系統(tǒng)總體設(shè)計
本設(shè)計采用以 ARM9為核心的 S3C2410作為數(shù)據(jù)采集與處理的核心，主要包括以下四個模塊：信號采集、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)傳輸。模擬信號通過放大電路再輸入到 S3C2410處理器片內(nèi) A/D轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過處理結(jié)果以動態(tài)波形的形式顯示在 LCD上，并用觸摸屏控制顯示方式。同時通過串口發(fā)送給 PC，在 PC上用 VC++編寫的程序?qū)?shù)據(jù)進行顯示、存儲等后續(xù)處理。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1所示。

3. 硬件電路設(shè)計

溫度和水位的測量用的是變送器。以溫度變送器為例，本系統(tǒng)選用的是北京賽億凌科技有限公司的 STY系列一體化溫度變送器，它的測量范圍是 0～150℃，它的輸出是一個與被測溫度成線性關(guān)系的 4～20mA的恒流信號。
為了滿足測量要求，在溫度變送器的兩個輸出端之間接一個電阻，使其輸出的電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，考慮到 S3C2410內(nèi)部 A/D轉(zhuǎn)換器的輸入范圍是 0～3.3v，因此選用 165 Ω的電阻。電路連接圖如圖 2所示。

由圖 2可知，溫度變送器產(chǎn)生的 4～20mA電流信號，經(jīng)電路轉(zhuǎn)化變成了 0.66～3.3V的電壓信號，此電壓信號傳遞給 S3C2410內(nèi)部的 A/D轉(zhuǎn)換器。采樣溫度值可以這樣計算，設(shè)采樣得到的電壓值為UT，單位為 V，對應溫度為 T，單位為℃，則 T的值可由式（ 1）求得：